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校本课程||《中华传统文化与初中物理跨学科实践》第12课时 扬谷提水的机械:扇车与龙骨水车——传动与能量传递中的智慧
发布时间：2026-09-21 18:00:45 最近访问：2026-09-21 18:00:45
校本课程||《中华传统文化与初中物理跨学科实践》第12课时 扬谷提水的机械:扇车与龙骨水车——传动与能量传递中的智慧
一、课程基本信息
二、教学依据与设计理念
（一）设计依据
课程标准依据：条目2.2.6要求学生“知道简单机械”，并通过实验探究了解杠杆的平衡条件；第10、11课时已经建立了“杠杆—轮轴”的模型链，本课把这条链推到第三站——轮轴既可以像辘轳那样造得省力，也可以像扇车那样故意造得费力，还可以像龙骨水车那样把两组轮轴串起来、再接一段链传动，让“力与运动的传递”第一次成为课堂的主角。5.2.1要求了解我国古代的技术应用案例，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用；5.1.1要求能发现日常生活中与物理学有关的问题。（关于能量的转化与传递，课标“能量”主题中有相应内容要求，条目编号请课前以正式课标文本核实，本课只作“力与运动的传递”的定性描述；链传动在初中课标中没有专门条目，本课把它作为简单机械组合应用的实例处理，不作传动比计算。）课程总体设计依据：本课程沿用统一教学范式“情境导入 → 原理剖析 → 史料研读 → 探究实践”。板块五至此已完成“杠杆五要素 → 平衡条件 → 杆秤原理与制作 → 省力杠杆在农具中的应用 → 轮轴与摩擦”，本课时是板块五的收官一课，切口是“传动”。两件机器的选择有内在逻辑：扇车解决“不看老天爷脸色也能清选粮食”，代表“从借力到造力”的转变；龙骨水车解决“把河里的水连续搬到高处”，代表“力沿着机器一级一级接力”。两件合起来，学生能看到古人的着力点已经从“省力气”扩展到“传得远、传得稳”——这正是第15课时综合项目实践的起点。史料依据：扇车部分以《王祯农书·农器图谱·飏扇》所记“立扇式、卧扇式、手摇式、足踏式”多种形制，及河南、山西、四川等省考古发现的汉代风扇车模型与画像砖为核心史料；圆柱体风箱结构风扇车最早记载见于明代宋应星《天工开物》。脱粒部分旁及《国语·齐语》“耒、耜、枷、芟”与韦昭注、《说文解字》《释名·释用器》及甘肃嘉峪关魏晋墓壁画、敦煌莫高窟壁画中的打连枷图。龙骨水车部分以东汉毕岚制翻车、三国马钧改进翻车（约公元230年前后）及元代《王祯农书》“水中具机械巧捷，惟此为最”的评价为核心史料，并以“水转翻车，其制与踏车俱同”引出动力演化的线索。（二）设计理念
让“费力”成为本课的悬念。上一课的结论是“轮轴省力，必费距离”，这节课开头就摆出一个反例：扇车的轮轴偏偏是费力的。认知冲突真实了，“省力还是费力，看工具要什么”这个更高的认识才立得起来——辘轳要的是力气，扇车要的是速度。把“风”先演出来，再讲结构。演示盒里米粒和碎纸屑混在一起，一把硬纸板扇过去，纸屑飞出去、米粒留在原地——“同样的风，轻的吹得远”先发生在学生眼前，再回到结构图上，风道在哪、两个出口通向哪里，就不是死记的名词。一节“传递课”：力与运动沿着机器一级一级传。扇车是“手→摇把→轴→扇叶→风→谷物”，龙骨水车是“脚→脚踏→轴→链轮→链条→刮水板→水”。两条传递链一画，“传动”就不再是课本上的新名词，而是看得见的接力。图要学生自己画。绘制扇车结构原理图是课程方案为本课定下的实施形式：会认部件只是记住名词，会画箭头才是真懂传递。绘图环节给出轮廓线稿保底，保证全员完成，作品直接进入课程成果集。文化要落在可查证的事实上。欧洲使用扇车比我国晚约一千四百年、李约瑟“所有欧洲旋转式气体鼓风机都是从它演变出来”的评价、进气口居中这一点被现代离心式压缩机仿效——这些都是有出处的说法，不需要用“古人真厉害”之类的口号代替；同时说清古人知其然未必知其所以然。（三）特别说明（教学内容定位）
本课严格对标初中物理课标，全程不引入定量计算。风力分选只作“同样的风能把轻的物体吹得更远，这是风力与重力较量的结果”的定性说明，不涉及风速、流速与流量；轮轴部分沿用上一课时“看用力的半径与出力的半径谁大”的判断方法，不推导公式；龙骨水车的链传动只按“力的传递路径与咬合不打滑”作定性认识，不涉及传动比计算，也不引入功与功率。课程资源材料中“大链轮转动一圈，小链轮就能转动好几圈，自然就让人感觉省力了。这也是翻车省力的主要原因”一句涉及传动比且与传动常识有出入，课堂上不采用、不展开（备课提示中有专条），与第8至第11课时“不超纲”的立场一致。三、教学目标（核心素养导向）
素养维度 | 本课目标（可观察、可评价） |
物理观念 | 1. 能说出扇车的主要部件（喂料斗、喂料斗底部挡板、叶轮、摇把、转动轴、风道、糠秕杂物出口、饱满谷粒出口），并指出风从哪里来、两条出料路径各通向哪里；2. 能用“在物体形状、大小相同的条件下，同样的风能把轻的物体吹得更远”解释扇车风力分选的道理，说出这是风力与重力较量的结果；3. 能说出扇车的“摇把—转动轴—扇叶”构成一组费力的轮轴（摇把转动的直径小于扇叶转动的直径），费力换来的是扇叶转得快、风大而稳；4. 能说出龙骨水车（翻车）的主要部件（扶手、脚踏板、木轴承、大链轮、木链条／龙骨、刮水板、小链轮、木槽）与动力传递路径（脚踏→木轴承→大链轮→木链条→刮水板），并说出刮水板循环接力把水推上高处的道理；5. 能指出龙骨水车中“省力的轮轴（脚踏—木轴承）”与“费力的轮轴（木轴—大链轮）”各在何处，并知道两组组合起来通常基本不费力。 |
科学思维 | 1. 能把扇车的摇把—轴—扇叶抽象为轮轴模型，并与上一课时辘轳的轮轴对比，正确判断“谁是轮、谁是轴、省力还是费力”；2. 能从“风力相同、轻重不同”推出“轻杂物被吹得更远、饱满谷粒先落下来”的分选结果，完成一次简单的因果推理；3. 能把龙骨水车的动力传递排成正确的箭头图，并解释“刮水板接力”为什么能让水持续上升；4. 能通过对比手摇式与足踏式扇车、人力／畜力／水力／风力翻车，发现“动力可以换、传动结构不变”，体会机械结构的通用性；5. 能辩证分析两件机器的局限（扇车仍靠人力摇动、翻车只能在有水源或畜力的条件下使用），理解农具的形制是“长在具体的粮食、水情和人力条件上的”。 |
科学探究 | 1. 能按“读结构图→定轮与轴→画力的传递箭头→标谷物去向”的顺序完成扇车结构原理图的绘制；2. 能观察教师演示的“轻重分选”实验，如实记录“我猜的结果”与“实际看到的结果”；3. 能小组合作把龙骨水车六张动力传递卡片排成正确顺序，并在结构图上指出链轮与木链条的咬合处；4. 能对本组原理图作1分钟说明，并对他组作品提出一条改进建议。 |
科学态度与责任 | 1. 通过“18世纪初扇车技术才传到欧洲，欧洲使用扇车比我国晚约1400年”与李约瑟“这是中国技术的又一典型项目。似乎确定，所有欧洲旋转式气体鼓风机都是从它演变出来”的评价，体会中国古代机械技术的世界意义，增强文化自信；2. 通过毕岚造翻车（为皇帝出行洒路压尘）到马钧改进翻车（为百姓灌溉排涝）的对比，体会技术用途的转变，初步形成“技术服务于人”的意识；3. 辩证看待古代技术：肯定古人在轮轴、链传动上的巧妙经验，也明确古人并未形成流速、传动比等定量理论，“风与重力的较量”“轮轴省力费距离”是现代物理补上的解释，不神化古人；4. 遵守演示与绘图环节的安全规范：扇风不对人、不对眼睛，米粒碎屑及时清理，彩色笔不挥舞。 |
四、教学重点与难点
类别 | 内容 | 突破策略 |
教学重点 | 重点一：扇车“从借风到造风”的转变与风力分选原理——同样的风能把轻的物体吹得更远，这是风力与重力较量的结果。重点二：扇车“费力的轮轴换转速”的设计用意，与龙骨水车的动力传递路径（含刮水板循环接力提水）。 | 重点一走“演示→结构图→出口判断”三步：先看演示盒里的轻重分选，再在结构图上找风道与两个出口，最后用“轻的飞、重的落”六个字收口。重点二用“并排对比＋一条传递链”：扇车轮轴与辘轳轮轴并排画在黑板上比一比，龙骨水车用六张卡片排出传递顺序、再在结构图上把箭头描一遍。 |
教学难点 | 难点一：“费力还有好处”——与上一课时“轮轴省力，必费距离”的结论表面冲突，学生容易认为费力就是设计失误。难点二：龙骨水车“两组轮轴＋一段链传动”的层次，容易搅成一句“它很省力”。 | 难点一用辘轳与扇车的对比表收束：辘轳要力气（省力，代价是多摇几圈），扇车要速度（费力，换来叶轮转得快）——轮轴选省力还是费力，看工具要干什么。难点二用“一条传递链”板书：脚踏→木轴承→大链轮→木链条→刮水板→水，一次只讲一个箭头，讲完一条再回头指认两组轮轴。 |
易错点 | ①认为“费力就是失败的设计”；②把扇车轮轴的轮与轴跟辘轳弄反（辘轳手抓的是轮，扇车手抓的“摇把”却相当于轴）；③沿用“大链轮带小链轮所以省力”的说法；④分不清糠秕出口与谷粒出口。 | ①用“扇车最想要什么”的追问回到需求：要风大而稳，叶轮必须转得快。②回到唯一标准：“手抓在哪一端、哪一端离轴心远？”辘轳的大半径在摇把这边，扇车的大半径在扇叶那边。③按备课提示的口径处理：课堂上只讲“力沿链条一级级传递”，不讲传动比。④用“轻的飞，重的落”定出口，对着结构图再走一遍风道。 |
五、教学准备
（一）教师演示与公共器材
多媒体课件：扇车实物照片（博物馆藏或乡村旧照）、《天工开物》中的圆柱体风箱扇车图、汉代风扇车模型或画像砖图片、扇车工作短视频（约30秒）。甘肃嘉峪关魏晋墓壁画（或敦煌莫高窟壁画）打连枷图、掼稻簟示意图、簸箕与扬场照片各一；连枷实物或结构小图（长柄＋轴节＋短木棍）。龙骨水车（翻车）结构图（标注扶手、脚踏板、木轴承、大链轮、木链条、刮水板、小链轮、木槽）与龙骨水车工作短视频（约30秒）；马逵《牛转水车图》或水转翻车图片一。动力传递卡片一套（六张：人踩动脚踏／木轴承转动／大链轮转动／木链条循环运行／刮水板循环上行／低处的水被推到高处流出），磁贴若干。教师演示“轻重分选”演示盒一只：浅纸箱或透明整理箱内装少量干净米粒与碎纸屑，硬纸板一把（备选：吹风机冷风档，仅教师操作）。学习任务单按班级人数印制（含A4扇车轮廓线稿页）；板书卡片、彩色粉笔。（二）小组器材（每组一套）
器材 | 规格与数量 | 用途 | 备注 |
A4扇车轮廓线稿纸 | 每人1张 | 绘制扇车结构原理图 | 印虚线轮廓保底，学有余力者可用空白纸 |
彩色笔（蓝、红、黑） | 每组1盒 | 分色画“力的传递”与“谷物去向”箭头 | 蓝笔传力、红笔传物，全组统一 |
直尺 | 每组1 | 画箭头与标注 | |
龙骨水车动力传递卡片 | 每组1套（6张） | 排序任务 | 与教师演示卡同款 |
学习任务单 | 每人1份 | 记录与课后作业 | 见附件 |
（三）安全与组织
演示扇风不得对着人、不得对着眼睛；使用吹风机时只用冷风档并由教师操作，提前检查电线；米粒与碎纸屑演示后立即收集清理，防止散落滑倒。本课不安排任何明火、刀具与切割操作；彩色笔不挥舞、不指向他人。分4人小组，建议分工：读图员、绘图员、记录员、汇报员；绘图环节限时8分钟，教师用计时铃控制。视频播放前先试播；如设备故障，改用演示盒现场演示与结构图口述，不因设备中断教学。六、教学过程（40分钟）
总览：环节一情境导入：收获之后的难题——脱粒与清选（5分钟）→ 环节二 原理剖析：扇车——从“借风”到“造风”（9分钟）→ 环节三 史料研读与识图：龙骨水车——力是怎样一级级传到高处的（9分钟）→ 环节四 探究实践：绘制扇车结构原理图（8分钟）→ 环节五 对比收束：同样是轮轴，为什么一个省力一个费力（5分钟）→ 环节六 分层作业与预告（4分钟）。环节一 情境导入：收获之后的难题——脱粒与清选（5分钟）
开场承前：板块五已经走到最后一站。第8、9课时我们用杆秤称重，第10课时看桔槔汲水、踏碓水碓舂米，上一课时读了辘轳、曲辕犁、耧车。今天秋天收获稻谷——问题跟着来了。请学生说一说：谷粒从田里到粮仓，中间要经过哪几步？引导梳理出两道难题：先“脱粒”（谷粒长在穗上），再“清选”（谷粒里混着碎秆枯叶、秕糠谷壳）。快闪连枷（不展开）：最早的脱粒是把稻捆往石块上摔——《王祯农书》里记的“掼稻簟”就是铺在晒场上的大竹席，席上置石块，掼稻者在石块上掼打，谷粒脱落在席上。后来古人嫌弯腰敲打太累，发明了连枷：在一根长木棍的一端用轴节系上一根短木棍，甩起来让短棍绕轴回转、连续扑打禾秸谷穗。出示甘肃嘉峪关魏晋墓壁画（或敦煌莫高窟壁画）打连枷图，追问一句：短棍为什么甩出去还能收回来、不会打到自己？留下悬念（绕着轴转的杠杆，到综合项目实践课我们还会再见到它）。聚焦第二道难题：谷粒脱下来了，混在里面的碎秆、枯叶、秕糠谷壳怎么清出来？出示簸箕照片——少量粮食可以筛、簸、用嘴吹；出示扬场照片——大量粮食用木锨掀向空中借自然风。追问：扬场有什么麻烦？（受天气限制——没有风，或是下雨天，都没法进行扬场。）抛出本课问题：能不能不看老天爷的脸色，自己“造风”？出示扇车实物照片，宣布任务：今天读两件机器——禾场上自己造风的扇车，河边把水搬到高处的龙骨水车。看看力是怎样在机器里一级一级“接力”的。板书课题：第12课时 扬谷提水的机械：扇车与龙骨水车——传动与能量传递中的智慧。说一说“从田里到粮仓”的步骤，梳理出脱粒与清选两道难题。说一说扬场的麻烦，在任务单上写下“自己造风”的一个猜想，留到环节二验证。用“收获的流水线”把两件机器放进同一条故事线：脱粒—清选—灌溉，扇车与龙骨水车就有了共同的问题背景。连枷只作快闪、不展开，但“绕着轴转”这一笔为综合项目实践埋了伏笔。扬场的困境是扇车登场的真实需求——先让“借风”的难处摆足，第“造风”的出现才不是教材安排，而是“不得不”。环节二 原理剖析：扇车——从“借风”到“造风”（9分钟）
演示“轻重分选”。出示演示盒：米粒与碎纸屑混在一起。先请学生猜：一把风扇过去，谁会被吹得更远？再用硬纸板朝箱口扇风，全班观察：碎纸屑飘出去了，米粒留在原地。追问：同样的风，为什么纸屑飞走了、米粒不动？归纳材料中的结论——在物体形状、大小相同的条件下，同样的风能把轻的物体吹得更远，这是风力与重力较量的结果。扬场正是这个道理：自然风把轻质的杂物吹到下风口，较重的米粒则垂直下落。读扇车结构图，边指边命名：喂料斗（料斗）盛放待清选的谷物；喂料斗底部有一块可调的挡板（翻转式或抽拉式），控制进料多少；叶轮（风扇）藏在风腔里；摇把通过转动轴带动叶轮；谷物进入风道后，糠秕杂物沿风道飘出，饱满谷粒从出粮口落下。请学生在任务单的部件表上逐一确认位置。抛出第一个关键问题：扇车了不起的地方在哪里？引导对比：扬场是把粮食掀向空中借自然风——受天气与场地限制；扇车是“主动制造风”——从被动利用风到主动制造风，摆脱了对天气的依赖，完全实现了人对风的控制。补充一个细节：旋转式扬谷扇车的进气口总是位于风腔中央，现代所有离心式压缩机都仿效这一特点——可以说扇车是现代离心式压缩机的祖先（点到即可，不作展开）。抛出第二个关键问题（本课重点）：摇把、转动轴、扇叶又是一组轮轴！请学生判断：谁是轮、谁是轴？引导两层看：对摇把与转动轴而言，摇把为轮、转动轴为轴；对转动轴与扇叶而言，扇叶为轮、转动轴为轴。合起来看——摇把就相当于轴，扇叶就相当于轮。摇把转动的直径小于扇叶转动的直径，所以这是一个费力的轮轴！追问：古人为什么故意造一个费力的轮轴？引导：费力的轮轴，好处是让扇叶转动的距离长、速度快——摇把转一圈、大扇叶也跟着转一圈，可扇叶尖划过的路远得多，转得快才鼓得出足够的风。回扣上一课时：辘轳要的是“提得动”，所以省力；扇车要的是“转得快”，所以费力。上节课的结论在这里正好反过来——省力还是费力，要看工具要什么。讲流速控制两处：一是风扇，操作者均匀用力，把叶轮转速控制在恰当大小并保持稳定，保证脱壳谷物都落在出粮口上方；二是喂料斗底部的挡板，通过翻转或抽拉控制开口大小，让适量的进料进入风中，使它们都能充分受到风力的作用。快速对比手摇式与足踏式：手摇式能根据实际需要控制叶轮转速，产生均匀稳定的风力；足踏式很难控制在稳定转速，难以产生稳定的风力和风速。请学生用刚讲的道理解释一句。史料点睛：我国旋转式扬谷扇车发明于公元前2世纪，河南、山西、四川等多个省份发现了汉代风扇车的模型或画像砖；《王祯农书·农器图谱·飏扇》记有多种形制（立扇式、卧扇式、手摇式、足踏式）；圆柱体风箱结构风扇车的出现是风扇车成熟的标志，最早记载见于明代《天工开物》。英国李约瑟博士评价：“这是中国技术的又一典型项目。似乎确定，所有欧洲旋转式气体鼓风机都是从它演变出来。”18世纪初扇车技术传到欧洲，欧洲使用扇车比我们晚了约1400年。观察演示，在任务单上如实填写“我猜的结果”与“实际看到的结果”。在扇车结构图上指认各部件，说出风从哪里来、两个出口各通向哪里。完成扇车轮轴的判断：谁相当于轮、谁相当于轴、省力还是费力，并与辘轳的轮轴并排填进对比表。在任务单上记下一条自己最感兴趣的史料（李约瑟的评价或“晚约1400年”）并简注理由。“费力的轮轴”是本课最要紧的思维冲突：上一课刚立起“省力必费距离”，这一课就摆出“故意费力”。演示盒让“风力与重力的较量”先发生在眼前，学生的分选解释就有了第一手经验作底；轮轴的判断完全沿用上一课“看用力的半径与出力的半径谁大”的方法，学生自己就能推出“扇车是费力的”，结论是学生推出来的，不是教师宣布的。史料的分量放在“晚约1400年”与李约瑟的评价上——用可查证的事实说话，是本课程文化主线的做法。环节三 史料研读与识图：龙骨水车——力是怎样一级级传到高处的（9分钟）
过渡：禾场上有了扇车，田里还缺水。上一课的辘轳能把井水提上来，但它一次只提一桶；要浇灌一大片农田，得把河里的水连续不断地“搬”到高处——这就是龙骨水车，又称翻车、踏车。读结构图，边指边命名：车身前端是木轴承，轴承中间设大链轮，两边设脚踏板（可两人或多人踩）；车身尾部设小链轮；大小链轮由木链条（龙骨）绕行一周相连接；木链条上装有很多板叶用来刮水；配上木槽与扶手。请学生指出链轮与木链条交接处——那里有类似齿轮与链条的咬合结构，链轮能够可靠地驱动木链条，不打滑。组织小组排序任务：把六张动力传递卡片排成正确的顺序箭头图——①人踩动脚踏 ②木轴承转动 ③大链轮转动 ④木链条（龙骨）循环运行 ⑤刮水板在木槽中循环上行 ⑥低处的水被连续推到高处流出。请一组上台把卡片贴到黑板上。剖析“水为什么能一直往上走”：刮水板与木槽槽底间隔较小；工作时刮水板刮水，将水上推；当上升的水要从刮水板与槽底的孔隙下落时，紧随而来的下一块刮水板再次刮水、持续供力——循环交替，让水克服重力到达高处。点一句：这跟第10课时水碓“一杵接一杵”是同一种智慧——一台机器把许多“小力气”接成“大力气”。讲两组轮轴：脚踏固定在木轴承上，脚踏转动的直径大于轴的直径，这组轮轴是省力的；大链轮固定在木轴承上，木轴的直径小于大链轮的直径，这组轮轴是费力的；通常脚踏转动的直径大于或基本等于大链轮的直径，两组通过木轴承组合起来，就不费力了。板书：省力组＋费力组＝基本不费力的组合。讲链传动一层（定性）：大小链轮由同一根链条绕行连接，转动的力沿着链条从大链轮传下去，再传给一整圈刮水板——把“轴的转”变成“一长串刮水板的循环运动”；咬合结构让传递不打滑，力一路传递不落空。明确边界：材料中“大链轮带小链轮所以省力”的说法涉及传动比，本课不作推导，课堂只按“力的传递路径”来理解（备课提示有专条）。史料与动力演化：据史书记载，翻车最早由东汉末年的毕岚所制——从沟渠里把水抽到路面上洒地压灰，方便皇帝出行，此时形制粗糙、汲水量小；到三国时期（公元230年前后），有“机械大师”之称的马钧在总结前人经验的基础上改进翻车，不但提高了汲水量，还能在雨涝时向外排水，轻便到连小孩也能操作；元代《王祯农书》评价它“水中具机械巧捷，惟此为最”。唐宋时期翻车传入南方，成为水稻田里最主要的排灌机械；此后陆续出现畜力翻车（南宋马逵《牛转水车图》可能是最早的“牛转翻车”图）、水转翻车、风力翻车。追问：动力从人力换成畜力、水力、风力，车水的部分变了吗？引《王祯农书》“水转翻车，其制与踏车俱同”——动力换了，传动结构几乎没变。引导学生体会：传动结构是可以“通用”的，换动力就像换发动机。小组合作把六张动力传递卡片排成正确顺序，一名代表上台张贴。在结构图上指出链轮与木链条的咬合处，用一句话说出“力走过的路”。填写传递路径箭头，解释刮水板“接力”为什么能让水持续上升。对比人力／畜力／水力／风力翻车，说出“动力换了、结构没变”。龙骨水车是板块五“传递”主题最完整的实例：脚踏、轮轴、链轮、链条、刮水板，一条传递链上五种环节一个不缺。排序任务与第10课时水碓的“能量卡片排序”、第11课时耧车的“工序卡片排序”是同一种做法，学生已经熟悉，直接进入内容。刮水板“接力”的剖析把“连续提水”从神奇变成可解释；两组轮轴的指认则把上一课的判断方法再用一遍。动力演化那一问是本环节的立意所在——学生第一次看到“结构可以独立于动力而存在”，这是工程思维的一次显影。环节四 探究实践：绘制扇车结构原理图（8分钟）
布置任务：每人一张A4（已印扇车外形虚线轮廓，学有余力者可用空白纸自绘），完成“扇车结构原理图”三件事——第一，标出部件名称：喂料斗、挡板、叶轮、摇把、转动轴、风道、糠秕出口、谷粒出口；第二，用蓝笔箭头画出“力的传递”（手→摇把→轴→扇叶→风），用红笔箭头画出“谷物的去向”（料斗→风道分选→糠秕出口／谷粒出口）；第三，在图旁写一句话：这是一个（省力／费力）的轮轴，好处是＿＿＿。巡视指导，预设指导语：挡板画到风腔里了——挡板在喂料斗底部，管的是进料多少；箭头方向画反了——风从风腔吹向出口，糠秕顺风道飘出去，谷粒垂直落下；把摇把画成轮、扇叶画成轴——回到判断标准：手抓的那端半径小，扇叶那端半径大，这是费力轮轴；部件名写错字——对照黑板词表订正。请1～2组投影展示，组织互评：找一张箭头画得最清楚的图，说一说好在哪里；对有分歧的图，全班对照结构图裁定。收拢：这张图就是课程成果——课程方案为本课定的实施形式正是“绘制扇车结构原理图”，完成的作品贴入课程成果墙，第16课时成果展示可以直接取用。独立完成原理图：标注部件、分色画箭头、写一句结论。绘图是本课的“落地”环节：会认部件是记住名词，会画箭头才是真懂传递。蓝红两色把“力的传递”与“物的去向”分开，学生画的时候自然要把两条线索各走一遍——这比任何口头小结都有效。轮廓线稿是给学困生的支架，保证全员产出；互评环节只评箭头与标注，不评美术水平，把注意力留在物理上。作品进入成果墙，过程性评价有据可依。环节五 对比收束：同样是轮轴，为什么一个省力一个费力（5分钟）
出示三件工具并排简图（辘轳、扇车、龙骨水车），组织完成对比表（任务单活动五）：辘轳手抓摇把（大半径），省力，图的是力气，代价是多摇几圈；扇车手摇摇把（小半径），费力，图的是速度，换来风大而稳；龙骨水车脚踏是大半径（省力组）、大链轮这边费力，两组组合基本不费力，既要踩得动、又要刮水板走得快。追问核心问题：三件都是轮轴，为什么一个省力、一个费力、一个“组合”？引导得出：省力还是费力，取决于“用力的半径”和“出力的半径”谁大；而工具要什么——要力气还是要速度——决定了古人怎么设计。轮轴没有“必须省力”的道理。画“两条传递链”板书：手→摇把→轴→扇叶→风→吹走糠秕；脚→脚踏→轴→链轮→链条→刮水板→水升到高处。点题：这就是“传动”——力与运动沿着机器一级一级传递。到第15课时综合项目实践，大家要自己动手搭机器，今天先看清“力走的路”。情感收束：扇车和翻车今天大多进了博物馆。它们值得进博物馆——不是因为“老”，而是因为两千年前的工匠已经把轮轴、风力、传动用得明明白白。请学生用一句话说出“最想让博物馆展签上写的一句话”。齐读两条传递链，说出“传动”就是力与运动沿着机器一级一级传递。环节五把两件机器收成一条“传递”主线：三条传递链（含辘轳）并排一挂，“省力还是费力看需求”就从两件农具的个案上升为一条设计原则——这是板块五收官该有的高度，也为第15课时项目实践提供了现成的选题与思路。文化收束不用口号，用“展签上的一句话”把价值判断交还给学生。环节六 分层作业与预告（4分钟）
回收驱动任务：请一名学生用一句话解释“扇车为什么要用费力的轮轴”。要点是——摇把半径小、扇叶半径大，这是费力的轮轴；费力的好处是扇叶转得快、风大而稳；扇车要的是速度，不是力气。二次收束：请全班一起说——扇车与龙骨水车里，变的是什么？不变的又是什么？变的是动力（手摇、脚踏、牛拉、水冲、风推）和用途（清选、提水）；不变的是轮轴、链传动这些最基本的传递结构，以及“风力与重力较量”这样的基本规律。预告：简单机械板块到今天收官——从杆秤到扇车、龙骨水车，我们看了古人怎样省力、怎样传递力。下节课换一个板块，去河边看一场两千多年前的“称象”表演：曹冲称象。一头大象，凭什么能用一堆石头“称”出来？那是浮力的事了。布置分层作业（见第八部分），提醒彩色笔清点归还、纸屑米粒清理干净、原理图贴入成果墙，任务单统一回收。课末用一个“一句话解释”回扣本课核心——费力的轮轴图什么，检测目标达成度；再用“变与不变”把两件机器收进“结构与规律”这条线。预告时明确宣告板块五收官、浮力板块开启，课程线索保持连续；“曹冲称象”的悬念正好接住下节课的导入。七、板书设计
区域 | 内容 |
课题区 | 第12课时 扬谷提水的机械：扇车与龙骨水车——传动与能量传递中的智慧 |
史料区（左上） | 《王祯农书·农器图谱·飏扇》：立扇式、卧扇式、手摇式、足踏式 “水中具机械巧捷，惟此为最。”——王祯《农书》（评翻车） |
模型区（中） | 扇车＝自己造风的机器：同样的风，轻的吹得远、重的落下来（风力与重力的较量）摇把（小半径）—转动轴—扇叶（大半径）→ 费力的轮轴 → 换来“转得快、风大而稳” |
流程区（右） | 龙骨水车：脚踏 → 木轴承 → 大链轮 → 木链条（龙骨）→ 刮水板循环上行 → 水升到高处（咬合传动，不打滑） |
对比区（左下） | 辘轳：手抓大轮 → 省力，多摇几圈｜扇车：手摇小柄 → 费力，叶轮转得快→ 省力还是费力，看工具要什么 |
结构区（中下） | 省力组（脚踏—木轴承）＋费力组（木轴—大链轮）＝基本不费力的组合；刮水板接力：一块接一块，水就上去了 |
文化区（右副板书） | 汉代风扇车模型与画像砖（河南、山西、四川等省）；《天工开物》圆柱体风箱；李约瑟：“所有欧洲旋转式气体鼓风机都是从它演变出来”；欧洲使用扇车比我国晚约1400年；毕岚造翻车→马钧改进翻车 |
